基于工作空间的果园作业平台结构参数优化与试验

为提高果园作业平台的适用性和操作灵活性,根据乔砧密植的纺锤形苹果种植模式确定其目标工作空间,以工作空间尺寸偏差、工作空间体积和平均可操作度描述其可达工作空间性能,分析了平台主要结构参数杆长和关节变量（关节角、连杆偏移）对工作空间性能的影响。建立了以可达工作空间性能和结构紧凑为指标的优化模型,利用遗传算法求解得出最优参数为：杆2和杆4的长度分别为988、879mm,关节1、3的关节角范围分别为[107°,256°]、[-118°,-76°],关节5、6的连杆偏移最大值分别为720、340mm。优化后其可达工作空间尺寸偏差分别减小96.09%、95.60%,体积减小4.69%,平均可操作度增加1.43%。对优化后的果园作业平台进行了实地果园工作空间试验,结果表明：承载质量为65kg、横坡坡度为15°、纵坡坡度为15°时,工作空间尺寸偏差最大,分别为16.2、16.7mm,比原型分别减小93.89%、93.76%。     

基于动态弯曲疲劳试验的汽车车轮有限元分析

针对车轮动态弯曲疲劳试验建立了汽车车轮静态加载有限元模型。它可以反映出车轮在静态加载条件下的高应力区域及其Von M ises应力值。对车轮进行静态加载试验结果与有限元计算结果吻合得较好,验证了有限元方法的有效性。通过与动态弯曲疲劳试验的比较,验证了静态试验中的应力集中区域即为疲劳试验中车轮开裂的区域。通过改进车轮结构设计来降低应力集中区域的应力值,可以有效提高车轮寿命。静态有限元分析对于进行这样的改进设计具有重要的指导作用。     

基于双峰分布的风胁迫雾滴沉积分布模型研究

为研究因风胁迫产生的雾滴飘移对雾滴沉积分布的影响规律，设计了三因素三水平的喷雾飘移沉积试验，测定了不同条件下的雾滴沉积量分布。为更好描述雾滴飘移沉积分布情况，建立了基于正态分布概率密度函数的双峰分布式数学模型，系统地表达了沉积范围与沉积量的关系，分析了各水平因素对双峰分布式中各参数的影响。结果表明，沉积量参数k1与k2变化规律相反，随着喷雾高度、喷雾压力和横风风速的增加，k1减小而k2增大，质量由第1峰值分布向第2峰值分布转移；双峰分布的2个位置参数μ1、μ2具有相同的变化趋势，均随着风速、高度的升高而增大，随喷雾压力的升高而减小，因此增大喷雾压力可以减小中心飘移距离；第1和第2峰值分布的范围（尺度参数σ1、σ2）均随着喷雾高度和风速的增加而增加，沉积量分布更加分散；增大喷雾压力可以有效减少第一峰值的质量分散，但对第2峰值分布无影响。本文探究了不同强度横风作用、喷雾高度和喷雾压力对雾滴飘移沉积分布的影响，可为优化农药喷雾技术和增强雾滴抗飘移能力提供参考。     

基于D-H法的果园作业平台工作空间分析与试验

针对蒙特卡洛方法分析果园作业平台工作空间存在边界不清、点浪费等问题,该研究采用D-H法建立了作业平台运动学模型,利用U形反正弦分布函数改进了蒙特卡洛方法,得到其工作空间点云图。考虑农机农艺融合和工作人员舒适度,分析了平台理想工作空间;采用网格化算法对改进前后生成的工作空间进行分析,改进后最底层与最顶层边界层面积分别增大180.70%和102.69%,表明边界清晰度明显提高;改进后在X、Y、Z三个方向的空间差异系数较改进前分别降低了6.92%、8.99%、2.64%。利用高速摄像机对平台参考点跟踪测试,平台参考点的实测值与计算值最大差值仅为6.2 mm;实际果园试验结果表明,平台参考点实际工作空间与可达工作空间在X、Y、Z方向最大值、最小值均值的差异系数分别为0.27%、0.76%和0.01%,改进方法有效。该研究为果园作业平台结构参数优化、智能控制和同类农业机械工作空间分析提供理论参考。